【正文】 九 質(zhì)量分級 焊接接頭質(zhì)量分級按表 23的規(guī)定進行。 5 缺陷定量 應根據(jù)缺陷最大反射波幅確定缺陷當量直徑 φ 或缺陷指示長度 Δ L。 1）根據(jù)工件的曲率和材料厚度選擇探頭 K 值，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個焊接接頭。不同檢測技術等級對縱向缺陷的檢測要求見 。 d） 檢測面曲率半徑 R ≤ W2/4 時，距離－波幅曲線的繪制應在與檢測面曲率相同的對比試塊上進行。 c） 凡缺陷信號幅度超過熒光屏滿刻度 20%的部位，應在工件表面作出標記，并予以記錄。 ～ 45176。保 留余高的焊縫，如果焊縫表面有咬邊、較大的隆起和凹陷等也應進行適當?shù)男弈?，并作圓滑過渡以免影響檢測結(jié)果的評定。試塊寬度 b一般應滿足： b ≥ 2λ S /D0 （ 3） 式中： b —— 試塊寬度， mm； λ —— 超聲波波長， mm； S —— 聲程， mm； D0—— 聲源有效直徑， mm。 b) 母材厚度大于 46mm 至 400mm 時，一般用兩種 K 值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進行檢測。檢測時 ，可在焊接接頭兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭中心線成 10176。 不同檢測技術等級的要求 A級僅適用于母材厚度為 8mm～ 46mm 的對接焊接接頭。 5 當示波屏上出現(xiàn)密集的互相彼連的缺陷回波，底波明顯下降或消失時，說明鍛件中存在密集性缺陷。 五、缺陷大小的測定 對于尺寸小于聲束截面的缺陷一般用當量法定量。對由于幾何形狀所限，不能獲得底波或壁厚小于探頭的 3倍近場區(qū)時，可直 接采用 CSⅠ標準試塊確定基準靈敏度。鍛件厚度超過 400mm 時，應從相對兩端面進行 100%的掃查。 圖 30 CSⅠ標準試塊 表 4 CSⅠ標準試塊尺寸 mm 試塊序號 CSⅠ 1 CSⅠ 2 CSⅠ 3 CSⅠ 4 L 50 100 150 200 D 50 60 80 80 （ 2）、 雙晶直探頭試塊 a) 工件檢測距離小于 45mm 時，應采用 CSⅡ標準試塊。端面檢測其目的是發(fā)現(xiàn)與軸向垂直的橫向缺陷。 鍛造缺陷主要有：折疊、白點、裂紋等。 在坡口預定線兩側(cè)各 50mm（板厚大于 100mm 時，以板厚的一半為準）內(nèi)，缺陷的指示長度大于或等于 50mm時，應評為Ⅴ級。 八、 缺陷的評定方法 缺陷指示長度的評 定規(guī)則 單個缺陷按其指示的最大長度作為該缺陷的指示長度。此時，探頭中心的移動距離即為缺陷的指示長度，探頭中心點即為缺陷的邊界點。在鋼板剖口預定線兩側(cè)各 50mm（當板厚超過 100mm時，以板厚的一半為準）內(nèi)應作 100%掃查，掃查示意圖見圖 3。試塊厚度應與被檢鋼板厚度相近。 另外，探頭在有曲率的表面掃查時也要特別 注意，因為回波動態(tài)波形有可能明顯改變。探頭移動時，每個小波峰也在脈沖包絡中移動，波幅由零逐漸升到最大值，然后波幅又下降到零，信號波幅起伏較大（177。探頭前后和左右掃查時，一開始波幅平滑地由零上升到峰值，探頭繼續(xù)移動時，波幅基本不變，或只在177。 ） 3）、工件表面形狀 4）、工件邊界 （側(cè)壁干涉） 5）、工件溫度（工件的溫度改變，聲速改變，探頭折射角改變，溫度增高 ， k 值增大 ） 6）、工件中缺陷情況 操作人員的影響 儀器時基線比例，入射點、 K 值，定位方法不當 三、影響缺陷定量的因素 儀器及探頭性能的影響 1）、 頻率的影響 Δ BF=20lgBffXfDCX2 22? 2)、衰減器精度和垂直線性的影響 3)探頭的形式和晶片的尺寸 4）、探頭的 K 值 例如 檢查焊縫根部未焊透，選用 K= 耦合與衰減的影響 1）、 耦合的影響 當耦合層厚度等于半波長的整數(shù)倍時，聲強透射率與耦合劑性質(zhì)無關。其缺陷長度為缺陷的指示長度。 缺點：需要制作大量試塊，成本高；同時操作也比較繁瑣，現(xiàn)場檢測要攜帶很多試塊，很不方便。 AC=d (平板工件中缺陷的速度 ) BC=dtgβ =Kd=l（平板工件中缺陷的水平距離） AO=r CD=r+d tgθ =drKdOCBC ?? θ =tg1drKd? BO= 22 )()( drKd ?? 圖 12 h=OBOD= rdrKd ??? 22 )()( L= drKdtgrr ?? ?1180180 ??? 例如 : 橫波斜探頭外圓周檢測φ 1080 85 壓力容器縱縫。 工件底波調(diào)整靈敏度利用的方法如下： λ =fCL=6 105900?? = Δ =20lgffB D xPP 22lg20 ? ?? =20lg ??? =(dB)≈ 44(dB) 調(diào)整：將探頭對準工件大平底，衰減器 50dB，跳 [增益 ]使底波 B1 達到 80%，然后使 [衰減器 ]的衰減量減少 44dB，即 [衰減器 ]保持 6dB，這時φ 2 平底孔靈敏度調(diào)好了。 耦合劑聲阻 抗影響 一般液體耦合劑聲阻抗均比工件聲阻抗小，故 對同一探測面（光潔度相同，工件材質(zhì)相同）聲阻抗越大的耦合劑耦合效果越好。 二、影響耦合的主要因素 耦合層厚度 d2: d2=n2? d=0 最好 d2=n2? 即半波長整數(shù)倍時聲壓透射率為 1，幾乎無反射，聲壓全部透射 ，在工件中的反射回波高 。 實際耦合劑聲阻抗在 106kg/m2，而鋼聲阻抗為 45106kg/m2。 鑄件、厚工件則晶片尺寸可大 些， N 大、θ小，發(fā)現(xiàn)遠距離缺陷能力強。 對晶粒較粗的鑄件、奧氏體鋼等會出現(xiàn) 許林狀反射，（ 由 材料中聲阻抗有差異的微小界面反射面），也和材料噪聲干擾缺陷檢測，故采用較低的 的頻率，主要是提高信噪比，減少晶粒反射。 第二節(jié) 儀器與探頭的選擇 一、檢測儀器選擇 儀器和各項指標要符合檢測對象標準規(guī)定的要求。 方法：并列式、交叉式、 V 型串列式、 K 型串列式、串列式等。 板波法：使用板波進行檢測的方法，稱為板波法。包括 ： 缺陷回波法、底波高度法和多次底波法 。包括： 單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。與波束軸線平行的片狀缺陷難以檢出。操作方法簡單，但要求檢測面光潔度高。 對于室外檢測，應選擇重量輕，熒光屏亮度好， 抗干擾能力強的攜帶儀器。 5）、α =C2Fd3f4，頻率增加，衰減急劇增加。 3）、根據(jù)檢測對象選 K: 單面焊根部未焊透，選 K=，即在 K= 時檢測靈敏度最高。 ２）、聲阻抗大， 應盡量和被檢工件接近 3）、對人體無害，對工件無腐蝕作用，不污染環(huán)境。耦合效果越好。 例如：板厚大于 20mm 鋼板檢測時。 df=40mm lf= Kdf= 40=60mm 一次反射波進行檢測 1）、聲程調(diào)節(jié)掃查速度 T lf B β Xf df T 圖 10 τ f lf= Xf sinβ =nτ f sinβ df=2T Xfcosβ =2T nτ fcosβ 2）、按水平調(diào)節(jié)掃查速度 lf= nτ f df=2T KnTKl ff ??? 2 例如：用 13K2 探頭檢測，儀器按 水平 1： 1 調(diào)節(jié)，檢測 T=20mm 鋼板焊縫，在水平刻度 50mm 處發(fā)現(xiàn)一處缺陷，求缺陷的 垂直距離 。 利用試塊比較法對缺陷定量要盡量使試塊與被檢 工件的材質(zhì)、表面光潔度和形狀一致，并且氣體其它檢測條件不變，如儀器、探頭、靈敏度旋鈕的位置、對探頭施加的壓力等。 解： λ = mmfC 66 ???? N= mmD 144 22 ???? 3N=3 21=63210mm 設 420 處大平底回波聲壓為 PB， 210mm 處缺陷回波聲壓為 Pf，則 Δ Bf=20lg 26 2222 ??? ???? DDx xPP fb ffB ? ?dB Df= 2 ??? ?? 答：該缺陷當量平底孔為φ 例 ： 用 探頭徑向檢測直徑為 500mm 的實心圓柱鋼工件，CL=5900m/s，α =，利用底波調(diào)整 500/φ 2 靈敏度，檢測在 400mm 處發(fā)現(xiàn)一缺陷，其回波比靈敏度基準波高 22 dB， 求此缺陷的當量大小。 探頭的影響 聲束偏離、探頭雙峰、斜楔磨損（前磨 k 值減小，后磨 K值增大） 、探頭指向性（半擴角小，指向性好） 工件的影響 1）、 工件表面粗糙度（工件表面粗糙，不僅耦合不良，而且由于表面凹凸不平，使聲波進入工件的時間產(chǎn)生差異。 三、根據(jù)缺陷波形分析缺陷性質(zhì) 1 回波動態(tài)波形的類型 波形模式Ⅰ 圖 13 表示點反射體產(chǎn)生的波形模式Ⅰ，即在熒光屏上顯示出的一個尖銳回波。 6dB）。圖 17 表示由密集形缺陷所產(chǎn)生的反射動態(tài)波形Ⅳ。 圖 24 鋼板檢測中，如果出現(xiàn)迭加效應，一般應根據(jù) F1 來評價缺陷，當板厚δ＜ 20mm時，用 F2 來評價缺陷，主要是 為了減少近場區(qū)的影響。若檢測人員認為需要或設計上有要求時，也可選鋼板的上、下兩軋制表面分別進行檢測。 c) 底面第一次反射波（ B1）波高低于滿刻度的 50%，即 B1＜ 50%。 d) 確定 c）中缺陷的邊界范圍或指示長度時，移動探頭（單直探頭或雙直探頭）使底面第一次反射波升高到熒光屏滿刻度的 50%。 表 3 鋼板質(zhì)量分級 等級 單個缺陷 指示長度 mm 單個缺陷 指示面積 cm2 在任一 1m 1m 檢測面積內(nèi)存在的缺陷面積百分比 % 以 下單個缺陷 指示面積不計 cm2 Ⅰ ＜ 80 ＜ 25 ≤ 3 ＜ 9 Ⅱ ＜ 100 ＜ 50 ≤ 5 ＜ 15 Ⅲ ＜ 120 ＜ 100 ≤ 10 ＜ 25 Ⅳ ＜ 150 ＜ 100 ≤ 10 ＜ 25 Ⅴ 超 過 Ⅳ 級 者 缺陷面積百分比的評定規(guī)則 在任一 1m 1m 檢測面積內(nèi)，按缺陷面積所占的百分比來確定。鍛壓過程包括加熱、變形和冷卻。 筒類鍛件的檢測 筒類鍛件的制造工藝是先鐓粗、后沖孔，在滾壓。探頭晶片面積不小于150mm2；單晶直探頭的公稱頻 率應選用 2～ 5MHz，探頭晶片一般為 φ14～ φ 25mm。為確保檢測時超聲聲束能掃查到工件的整個被檢區(qū)域，探頭的每次掃查覆蓋率應大于探頭直徑的 15%。 檢測時機 檢測原則上應安排在熱處理后，孔、臺等結(jié)構(gòu)機加工前進行，檢測面的表面粗糙度 Ra≤ m。 10lgDd 2)、 調(diào)節(jié)：探頭對準完好區(qū)的底面，衰減（Δ +5— 10dB），調(diào)“增益”使底波 B1 達到基準高，然后用“衰減器”增益Δ dB，這時靈敏度就調(diào)好了。餅形鍛件記錄大于或大于φ 4mm 當量直徑缺陷密集區(qū)，其他鍛件應記錄大于或大于φ 3mm 當量直徑的缺陷密集區(qū)，密集區(qū)密集為 50mm 50mm 的方塊最為最小量度單位，其邊界可用 6dB 法決定。 解：根據(jù)密集缺陷評級： 10024 100%=6%＞ 5% 評為Ⅲ級 根據(jù)底波降低量評級 [B]G[B]F=4430=14dB 評為Ⅱ級， 答該鍛件評為 Ⅲ 級。 c) 母材厚度大于 120mm 至 400mm 時，一般用兩種 K 值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進行檢測。 a) 母材厚度為 8mm～ 46mm 時，一般用兩種 K值探頭采用直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進行檢測。檢測時，將探頭放在與焊縫及熱影響區(qū)上作兩個方向的平行掃查 圖 33 斜平行掃查 圖 34 平行掃查 二、試塊 采用的標準試塊為 CSKⅠ A、 CSKⅡ A、 CSKⅢ A和 CSKⅣ A 圖 35 CSKⅠ A 試塊 圖 36 CSKⅡ A 試塊 圖 37 CSKⅢ A 試塊 CSKⅣ